函數奇偶性(奇函數/偶函數,英文:Even function / Odd function)是描述函數圖像對稱性的一種基本性質。對于一個定義域關于原點對稱的函數而言,如果對于定義域內任意一個x,都有f(-x)=f(x),則稱為偶函數;如果對于定義域內任意一個x,都有f(-x)=-f(x),則為奇函數。
1727 年,瑞士數學家歐拉 (L. Euler) 在研究冪函數的性質時首次提出函數奇偶性的概念,“奇函數”“偶函數”的命名也是根據指數為偶數的冪函數為偶函數,而指數為奇數的冪函數為奇函數而得來的。
基本概念
定義
設函數的定義域關于原點對稱,若對任意,恒有
,
則稱函數為偶函數。
例如,二次函數,余弦函數等都屬于偶函數。
一般地,若對任意,恒有
,
則稱函數為奇函數。
例如,正比例函數,正弦函數等都屬于奇函數。
如果一個函數是奇函數或偶函數,那么就說這個函數具有奇偶性,不具有奇偶性的函數叫做非奇非偶函數。
例如,一次函數,反余弦函數等均為非奇非偶函數。
幾何意義
奇函數的圖像關于原點成中心對稱圖形,偶函數的圖象關于y軸對稱。點(x,y)→(-x,-y);偶函數的圖像關于y軸對稱,點(x,y)→(-x,y)。
判別
判別方法
在關于原點對稱的定義域上,通過計算或,則是奇(偶)函數。
(1)奇函數之間相加減仍為奇函數,偶函數之間相加減仍為偶函數;
(2)奇函數乘偶函數為奇函數,偶函數乘偶函數為偶函數,奇函數乘奇函數為偶函數。
如果給出了函數圖像,可以通過觀察圖像是否關于y軸或原點對稱來判斷是否為奇(偶)函數。奇函數的圖像關于原點對稱,點(x,y)映射為(-x,-y);偶函數的圖像關于y軸對稱,點(x,y)映射為(-x,y)。
判別步驟
(1) 首先確定函數的定義域,并判斷其定義域是否關于原點對稱;
(2) 確定與的關系;
(3) 作出相應結論:
若,則是偶函數;
若,則是奇函數。
相關結論
(1) 兩個奇 (偶) 函數的和仍為奇( 偶) 函數。
(2) 兩個偶函數之積仍為偶函數。
(3) 兩個奇函數之積成為偶函數。
(4) 奇函數與偶函數之積是奇函數。
5. 定義在上的函數為奇 (偶) 函數的充要條件是對任何,如下條件之一成立:
(1) ,其中。
(2) 或。
6.假設函數的傅里葉變換為,即:
1) 當是實函數時,通常為復函數,并且其實部為偶函數,虛部為奇函數。
2) 當是實偶函數時,為實偶函數。
3) 當是實奇函數時,為虛奇函數。
也就是說,傅里葉變換不改變原函數的奇偶性,該性質稱為傅里葉變換的奇偶虛實對稱性。
式中,
上述形式也稱為函數的麥克勞林級數,它是函數在處的泰勒展開形式。
如果為偶函數,則其麥克勞林展開式中只含有的偶次幕的項,也就是:
如果為奇函數,則其麥克勞林展開式中只含有的奇次幕的項,也就是:
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廣義奇函數
設函數的定義域為,如存在點,使得對任何,都有且,則稱為廣義奇函數。
可以看到,廣義奇函數的圖像關于是中心對稱的。從本定義出發,三次函數,反比例函數均為廣義奇函數。
廣義偶函數
設函數定義域為,如果存在直線,使得對任何,都有,且
,則稱為廣義偶函數。
由定義可知,廣義偶函數的圖像關于某一直線對稱。從本定義出發,二次函數為廣義偶函數。此外,當時,方程變為,此時上述定義與偶函數定義等價。
參考資料 >
奇函數.術語在線.2023-06-03
偶函數.術語在線.2023-06-03